MEDIA PEMBELAJARAN FISIKA

header ads
Sesungguhnya pada langit dan bumi, benar-benar terdapat tanda-tanda kekuasan-Nya bagi orang-orang yang beriman. (QS Al - Jaatsiyah: 3)

Teori Fisika 150 Tahun yang Lalu Diuji

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Helicoid isotropi yang dicetak oleh tim untuk menguji teori Kelvin



Jakarta - Fisikawan Lord Kelvin mungkin benar tentang termodinamika, dinamika fluida, elektronik, dan berbagai terobosannya yang tak terhitung di bidang teknik, evolusi dan siklus hidup bintang, analisis fungsi asimtotik, dan energi kinetik. Tapi teorinya tentang pergerakan benda-benda kecil yang berputar di dalam air, sepertinya salah. 

Pada 1871, ilmuwan yang memiliki nama asli William Thompson ini mengusulkan keberadaan bentuk tertentu, sebuah 'helicoid isotropic' yang secara alami menurutnya akan berputar ketika jatuh ke dalam cairan. 


Dia menggambarkan seperti apa benda ini seharusnya. Selama 150 tahun, idenya diangkat sebagai ilustrasi elegan dari kekuatan analisis simetri. Ide itu sangat menyakinkan sehingga tampaknya tidak ada yang benar benar pernah mengujinya.

Dikutip dari IFL SCIENCE, Rabu (4/o/ZUVZ1) banyak matematlikawan zaman Victoria mungkin akan terkejut setelah sekelompok tim fisikawan modern akhirnya menguji dugaan Kelvin tersebut dan sepertinya dia salah. 

"Meskipun analisis simetri menunjukkan bahwa partikel harus mulai berputar saat mengendap, kami tidak mendeteksi kopling rotasi-translasi dalam percobaan kami. Ini menimbulkan pertanyaan tentang apakah argumen asli Lord Kelvin cacat," demikian kesimpulan tim yang penelitiannya diterbitkan di Physical Review Fluids. 

Mengikuti instruksi berdasarkan teori Lord Kelvin, tim 3D mencetak lima helicoid isotropic kecil, yakni bola dengan sejumlah 'sirip" yang ditempatkan sedemikian rupa di permukaannya, pada sudut 90 dan 45 derajat ke lingkaran tengah. 

Kunci dari bentuknya adalah properti yang terlihat sama dari sudut mana pun. Ini adalah bagian 'isotropic' dari 'helicoid isotropic'. Tim memvariasikan ukuran dan bentuk sirip untuk masing-masing dari lima percobaan, tetapi semuanya menghasilkan hasil yang sama: tidak ada yang terbukti. 

Menurut hipotesis awal Kelvin, apa yang seharusnya terjadi ketika helicoid dijatuhkan ke dalam cairan adalah, helicoid itu akan mulai berputar, karena bentuk aneh itu berinteraksi dengan dinamika fluida yang mengelilinginya. Semakin dalam ia tenggelam, semakin cepat ia jatuh.

Namun yang sebenarnya terjadi ketika helicoid dijatuhkan ke dalam cairan, khususnya minyak silikon, adalah helicoid itu jatuh ke dasar tanpa berputar sama sekali. Faktanya, para peneliti menduga bahwa sifat antiklimaks dari eksperimen mereka mungkin menjadi alasan mengapa kita belum melihat orang lain mencobanya. 

"Dalam manuskrip Kelvin, dia secara eksplisit menjelaskan cara membuat helicoid isotropic, termasuk bahan yang akan digunakan, menunjukkan bahwa dia menciptakannya," kata pemimpin studi Greg Voth. 

"Saya pribadi menduga bahwa Kelvin dan yang lainnya sejak itu telah membuat helicoid isotropic dan mengamati bahwa kopling translasi-rotasi yang diukur ditentukan oleh batasan kualitas fabrikasi, dan oleh karena itu, mereka tidak mempublikasikan pengukurannya," sambungnya. 

Menurut para peneliti, masalahnya mungkin karena 'translasirotasi kopling' yang mengacu pada interaksi antara cairan dan bentuk, terlalu kecil untuk dilihat. Dengan menggunakan pemodelan Matematika, mereka menemukan bahwa sebagian besar torsi (gaya rotasi) yang diciptakan oleh sirip-sirip itu gagal dilakukan di atas helicoid. Itu berarti, secara keseluruhan, hanya sejumlah kecil torsi yang dikembangkan, dan sepertinya hipotesis Kelvin gagal.

Tetapi dengan beberapa modifikasi, tim berpikir, reputasi Lord Kelvin masih bisa diselamatkan. Mereka sekarang bekerja untuk mengoptimalkan desain helicoid agar putarannya dapat diukur. 
"Kami membuat koplingnya kecil, tetapi masih ada," kata Voth. 


Sumber: inet.detik.com

Posting Komentar

0 Komentar